研究人员在金属纳米团簇中实现了>99%的光致发光量子产率

一个研究团队在溶液中金属纳米团簇的近红外（NIR）发射中实现了接近单位的室温光致发光量子产率（PLQY）（>；99%）。他们的研究成果发表在《科学》杂志上

金纳米团簇（Au-NCs）作为近红外发射材料在生物医学应用中具有潜力。然而，近红外区域中Au NCs的PLQY通常较低，通常小于10%。为了解决这个问题，研究人员合成了Au22（tBuPhC lect C）18（Au22）及其铜掺杂的对应物Au16Cu6（tBuPhC lect C）18（Au16Cu6），以研究它们的光物理性质

在脱气溶液中，通过绝对法和相对法测量，Au16Cu6的PLQY达到100%。时间相关单光子计数测得Au22和Au16Cu6的光致发光寿命分别为485ns和1.64μs

通过瞬态吸收光谱对纳米晶体激发态动力学的进一步研究表明，两种纳米晶体的发光态都起源于三重态（T1），在飞秒瞬态吸收光谱中观察到不同的动力学过程。在380nm激发下，Au22表现出148ps的缓慢上升，而Au16Cu6表现出0.5ps的快速弛豫。

三重敏化实验证实，这些过程归因于从单线态（S1）到T1的超快系统间交叉（ISC）。由于铜掺杂，Au16Cu6具有较小的∆Est，显著加快了其ISC速率。因此，Au16Cu6最终显示出接近100%的PLQY

实现接近单位PLQY的方法可以使高发射金属团簇材料的发展成为可能。具体而言，这项工作表明，即使在室温下的溶液中，金-铜纳米团簇的合金也可以获得接近单位的PLQY，这将使从生物成像到发光器件的应用成为可能

研究团队包括中国科学院（CAS）中国科学技术大学的周蒙教授团队，与清华大学的王全明教授团队合作